获取肺通气的超极化 129Xe 磁共振图像
2023年11月21日
超极化 129Xe 磁共振成像 （MRI） 是一种研究肺功能区域分辨方面的方法。这项工作提出了肺通气超极化 129Xe MRI 的端到端标准化工作流程，特别关注脉冲序列设计、 129Xe 剂量制备、扫描工作流程和受试者安全监测的最佳实践。
我们的研究旨在将氙气 MRI 建立为表征肺功能的临床工具。氙气 MRI 使我们能够直接可视化阻塞性肺病（如 COPD、哮喘和囊性纤维化）患者的通气缺陷。它提供了无法从标准 MRI 和肺功能测试中获得的信息。
Xenon MRI 最近被 FDA 批准用于肺通气的临床评估。这代表了我们领域人员大量努力的结晶，这是一个令人兴奋的机会，可以展示氙气 MRI 如何改善肺部疾病的患者护理和结果。氙气MRI仍然是一个相对较新的技术家族，标准化仍然是一个持续的过程。
该协议将氙气通气MRI的现有标准提炼成一种形式，我们希望这种形式对首次尝试进行这些扫描的临床研究中心的研究有用。肺功能的常见临床读数，如肺功能测试，仅给出整个肺的单个数字，不包括空间信息。氙气MRI可以对肺部健康和功能的几个方面进行区域评估，我们相信这在临床上非常有用。
目前只有少数机构在进行氙气MRI，但考虑到最近的FDA批准，我们预计很快就会有更多的机构进行。我们希望这种氙气通风 MRI 协议将作为新站点的蓝图，并帮助他们更快地提升其氙气 MRI 操作。
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概述
本文讨论了超极化129Xe磁共振成像（MRI）作为评估肺功能的临床工具的应用，重点介绍了该方法在可视化阻塞性肺疾病患者通气缺陷方面的优势。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 生物学
- 医学影像学
背景
- 超极化129Xe磁共振成像可实现肺通气的直接可视化。
- 对于慢性阻塞性肺疾病、哮喘和囊性纤维化等疾病的患者尤为适用。
- 该技术提供的信息超出了标准磁共振成像和肺功能检测的范畴。
- 该方法已获美国食品药品监督管理局（FDA）批准，可用于肺通气的临床评估。
研究目的
- 建立氙气磁共振成像作为肺功能表征的可靠临床工具。
- 改善肺部疾病患者的诊疗与预后。
- 规范氙气磁共振成像技术在临床环境中的应用。
使用的方法
- 超极化 129 Xe MRI 的端到端标准化工作流程。
- 脉冲序列设计与 129 Xe 剂量制备。
- 扫描工作流程优化。
- 受试者安全监测的最佳实践。
主要结果
- 展示了有效可视化通气缺陷的能力。
- 提供了一套完整的超极化129Xe MRI操作流程。
- 通过改进的成像技术显示出在患者预后方面的潜在改善。
- 强调了该领域标准化工作的持续进展。
结论
- 超极化129Xe MRI是评估肺功能的一种有前景的工具。
- 标准化工作对其临床应用至关重要。
- 该技术有望显著改善阻塞性肺疾病的管理。
常见问题
行业重要性概述
超极化129Xe MRI 能够实现对肺通气功能的空间分辨定量评估，弥补了呼吸系统药物研发和转化研究中功能性成像的关键空白。标准化的操作流程和技术规范化对于在不同研究机构间生成可重复的数据至关重要，有助于提高临床前和早期临床研究的预测可信度。该技术能力可增强对作用机制的风险评估，并为呼吸系统治疗药物研发的项目决策提供依据。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 可直接可视化区域肺通气缺陷，用于功能靶点的验证。
- 通过区分临床前模型和患者队列中与疾病相关的通气模式，支持生物学风险降低。
- 有助于建立分子干预与功能性呼吸结局之间关联的预测信心。
筛选与检测方法开发
- 为筛查研究中肺功能的定量评估提供标准化的成像工作流程。
- 通过统一的技术参数和剂量制备，实现可重复、不受实验地点影响的检测结果。
- 支持在与疾病相关的系统中对候选干预措施进行可靠评估。
转化与临床前研究
- 将影像学终点与临床生物标志物对齐，以实现呼吸系统研究中的转化连续性。
- 通过在临床前和早期临床环境中提供空间分辨的功能性读数，支持基于风险调整的推进决策。
- 通过将影像学发现与疾病进展和治疗反应相关联，支持机制层面的风险降低。
流程与工作流整合
超极化129Xe MRI 可融入从发现到转化的研究连续体，连接呼吸系统疾病研究中的早期靶点验证、筛选及临床前疗效评估。
- 发现生物学：通过将功能性肺部缺陷与分子靶点进行映射，支持假设验证和通路解析。
- 筛选：在疾病模型中提供定量、可重复的成像输出，用于化合物评估。
- 分析：提供空间分辨的定量通气指标，支持不同条件下稳健的统计学比较。
- 转化研究：将成像终点与临床试验生物标志物相匹配，支持从非临床研究到临床研究的无缝推进。
- 企业级复用：建立标准化、可扩展的成像平台，适用于多中心和多项目的部署。
运营与企业影响
- 科学价值：提高呼吸系统药物研发的预测可信度，降低机制上的不确定性。
- 操作价值：实现在科研与临床机构之间标准化、可重复的成像工作流程。
- 战略价值：通过提供可靠的机能终点指标，提升“推进/终止”决策的质量和资本使用效率。
- 项目组合影响：支持对呼吸系统研发资产进行基于风险调整的优先排序与推进。
实施注意事项
- 需要具备磁共振成像物理和呼吸生理学方面的专业知识，以优化成像方案。
- 需要获取超极化129Xe气体、专用线圈以及磁共振兼容的监测设备。
- 需要跨团队统一成像参数和安全监测流程。
- 在不同扫描仪平台和受试人群间推广应用时，可能需要对方案进行调整。
- 实际操作中的限制因素包括受试者的耐受性、技术人员的培训以及实施标准化操作的准备情况。
生物制药常见问题
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:53
Pre‐Scan Preparation and Coaching of Subject for 129Xe MRI of Lung Ventilation
3:42
Preparation of MRI Scanner Room and Subject Positioning for 129Xe MRI of Lung Ventilation
6:13
Performing 129Xe MRI Scan of Lung Ventilation to Assess Pulmonary Function
